【正文】 2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 單片機(jī)選用了 AT89C51單片機(jī) ,它 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 單片機(jī)又稱(chēng) 單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成 到一個(gè)芯片上。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng) 被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件 —— 存儲(chǔ)器中。 3 鑒于方案一的信號(hào)頻率不夠穩(wěn)定和方案二的電路復(fù)雜，頻率覆蓋系數(shù)難以達(dá)標(biāo)等缺點(diǎn)，所以決定采用方案三的設(shè)計(jì)方法。 DAC0832 實(shí)現(xiàn)幅度可調(diào)的信號(hào)源，（其中一片用來(lái)調(diào)節(jié)幅度，另外一片用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的輸出）。除供通信、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)試用外，還廣泛用于其他非電測(cè)量領(lǐng)域。 信號(hào)發(fā)生器 一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號(hào)，常用作測(cè)試的信號(hào)源或激勵(lì)源的 設(shè)備 應(yīng)用廣泛，種類(lèi)繁多，性能各異，分類(lèi)也不盡一致。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器 .本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的智能信號(hào)發(fā)生器，是基于 ATMEL 生產(chǎn)的 AT89C51 內(nèi)核的信號(hào)發(fā)生器，它的特點(diǎn)之處如下：可產(chǎn)生正弦波、方波，鋸齒波及三角波。信號(hào)發(fā)生器既可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生低頻信號(hào)，也可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生高頻信號(hào)，產(chǎn)生的信號(hào)為特定頻率信號(hào)。 導(dǎo)彈 的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC卡 ，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī) 、 攝像機(jī) 、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。按照頻率范圍分類(lèi)可以分為：超低頻信號(hào)發(fā)生器、低頻信號(hào)發(fā)生器、視頻信號(hào)發(fā)生器、高頻波形發(fā)生器、甚 高頻波形發(fā)生器和超高頻信號(hào)發(fā)生器。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本文是做基于單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，將采用編程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波的發(fā)生。 d. 頻率范圍： 10～ 1000Hz。它不僅采用軟硬件結(jié)合，軟件控制硬件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得信號(hào)頻率的穩(wěn)定性和精度的準(zhǔn)確性得以保證，而且它使用的幾種元器件都是常用的元器件，容易得到，且價(jià)格便宜，使得硬件的開(kāi)銷(xiāo)達(dá)到最省。 89C51 單片機(jī) 接口 電路 D/A 轉(zhuǎn)換器 濾波放大 輸出 4 存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元 也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱(chēng)為存儲(chǔ)單元的地址，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。此后在 8031上發(fā)展出了 MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片 機(jī)甚至可以直接使用專(zhuān)用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) 。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O 設(shè)備。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 P1 口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 AD0～ AD7：三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線(xiàn)。 ALE：地址鎖存信號(hào)。 VCC：＋ 5V 電源。 I / O 口使用 IO / /M = 1， PA 口、 PB口、 PC 口，可通過(guò)編程決定如何使用。 簡(jiǎn)單的 I/O 接口擴(kuò)展 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常采用 TTL 電路或 CMOS 電路鎖存器、三態(tài)門(mén)電路作為I/O 口擴(kuò)展芯片。 線(xiàn)性度用非線(xiàn)性誤差的大小表示 D/A 轉(zhuǎn)換的線(xiàn)性度。 DAC0832是 8分辨率的 D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。 CS：片選信號(hào)輸入線(xiàn)（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效。若需要相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，可通過(guò)一個(gè)高輸入阻抗的線(xiàn)性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。以及使用 51系列單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)顯示 ，包括靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所有要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制 LED，直到下一次顯示時(shí)再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。 動(dòng)態(tài)掃描用分時(shí)的方法輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。當(dāng)中央處理器CPU正在處理某件事的時(shí)候外界發(fā)生了緊急事件，要求 CPU暫停當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而去處理這個(gè)緊急事件。 隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，尤其是微處理器的迅速發(fā)展和廣 泛應(yīng)用，使數(shù)字信號(hào)的大量存儲(chǔ)、快速正確地處理和控制成為很容易的事，因而用數(shù)字技術(shù)處理模擬信號(hào)已越來(lái)越受到而視。這就意味著D/A 轉(zhuǎn)換器能對(duì)滿(mǎn)刻度的 1/2n 輸出量作出反應(yīng)。 。 由圖 33 可知， DAC0832 的片選地址為 7FFFH，當(dāng) P25 有效時(shí)，若 P0 口向其送的數(shù)據(jù)為 00H， 則 U1 的輸出電壓為 0V。 時(shí)鐘是單片機(jī)的心 18 臟．單片 機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地運(yùn)作。其器件模型如圖 36所示。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。如果選擇的是方波，則用查表的方法求出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換 器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，形成所需波形信號(hào)。而且 LED 數(shù)碼管是采用共陽(yáng)極接法，因?yàn)?共陽(yáng)數(shù)碼管共陽(yáng)端直接接電源，不用接上拉電阻，而共陰的則要，如此一來(lái)共陽(yáng)數(shù)碼管亮度較高。 “ S3”號(hào)鍵代表鋸齒波輸出，“ S4”號(hào)鍵為 10Hz 的頻率信號(hào)，“ S5”號(hào)鍵為 100Hz 的頻率信號(hào)，“ S6”號(hào)鍵為 500Hz 的頻率信號(hào)，“ S7”號(hào)鍵為 1KHz 的頻率信號(hào)。但實(shí)際上， DAC0832 輸出的電量也不是真正能連續(xù)可調(diào)，而是以其絕對(duì)分辨率為單位增減，是準(zhǔn)模擬量的 輸出。轉(zhuǎn)換器輸出形式為電流時(shí)，建立時(shí)間較短，而輸出形式為電壓時(shí)，由于建立時(shí)間還要加上運(yùn)算放大器的延遲時(shí)間，因此建立時(shí)間要長(zhǎng)一些。分辨率是 D/A 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入量變化敏感程度的描述，與輸入數(shù)字量的為數(shù)有關(guān)。無(wú)論在工業(yè)生產(chǎn)還是在科學(xué)研究中，常常要對(duì)某些系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行采集、加工和控制，它們往往是非電的模擬量，例如聲、光、磁、熱和機(jī)械參數(shù)等。模式 1采用的是 16 位計(jì)數(shù)器，當(dāng) T0 或 T1 被允許計(jì)數(shù)后，從初值開(kāi)始加計(jì)數(shù)，最高位產(chǎn)生溢出時(shí)向 CPU請(qǐng)求中斷。動(dòng)態(tài)掃描方法是用其接口電路把所有顯示器的 8個(gè)筆畫(huà)段 ah 同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極 COM 各自獨(dú)立的受 I/O 線(xiàn)控制。 圖 26 共陽(yáng)極 LED數(shù)碼管引腳與結(jié)構(gòu)圖 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。 LED 數(shù)碼管顯示 器有兩種不一樣的形式：一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起的，稱(chēng)之為共陽(yáng)極 LED數(shù)碼管顯示器；另一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱(chēng)之為共陰極 LED數(shù)碼管顯示器。目前，在單片機(jī)中最常用的是 LED 數(shù)碼管顯示。 IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線(xiàn)性變化； IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1 值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號(hào)輸入線(xiàn)，改變 Rfb 端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿(mǎn)量程精度； Vcc：電源輸入端， Vcc 的范圍為 +5V～ +15V； VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線(xiàn)， VREF 的范圍為 10V～ +10V； AGND：模擬信號(hào)地 DGND：數(shù)字信號(hào)地 DAC0832 的工作方式： DAC0832 引腳功能電路應(yīng)用原理圖 DAC0832 是采樣頻率為八位的 D/A 轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，使 DAC0832 芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要 (如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等 )。 DAC0832 結(jié)構(gòu)： D0～ D7： 8 位數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)， TTL 電平，有效時(shí)間應(yīng)大于 90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò) )。若輸入的是非電信號(hào)，還需經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。如 N 位 D/A 轉(zhuǎn)換器，其 分辨率為1/(2N1)。 由兩個(gè) 8位寄存器，決定 14位定時(shí)器計(jì)數(shù)常數(shù)及四種工作方式。當(dāng) C口作為狀態(tài)控制信號(hào)時(shí)，其每位線(xiàn)的作用如下： PC0： AINTR（ A 口中斷請(qǐng)求線(xiàn)） PC1： ABF（ A口緩沖器滿(mǎn)信號(hào)） PC2： （ A 口選通信號(hào)） PC3： BINTR（ B 口中斷請(qǐng)求線(xiàn)） PC4： BBF（ B口緩沖器滿(mǎn)信號(hào)） PC5： （ B 口選通信號(hào)） 8155 的工作方式與基本操作 有三種基本操作： 256B 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 IO / /M = 0，與其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。 TIMER IN：定時(shí) /計(jì)數(shù)器脈沖輸入端。 IO/M ： 8155 的 RAM 存儲(chǔ)器或 I/O 口選擇線(xiàn)。 圖 23 8155結(jié)構(gòu)和引腳圖 8 8155 各引腳功能說(shuō)明如下： RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效 。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 它主要是作為控制部分的核心部件。 汽車(chē)上一般配備 40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制 系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò) PC 機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類(lèi)的數(shù)量還要多。目前，高端的 32位單片機(jī) 主頻 已經(jīng)超過(guò) 300MHz，性能直追 90年代中期的專(zhuān)用處理器，而普通的型號(hào)出廠(chǎng)價(jià)格跌落至 1美元，最高端的型號(hào)也只有 10美元。早期的單片機(jī)都是 8位或 4位的。單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指 令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類(lèi)的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。此外，由于通過(guò)編程方法產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào)，所以信號(hào)的精度可以做的很高。 b.“ S4”號(hào)鍵為 10Hz 的頻率信號(hào)，“ S5”號(hào)鍵為 100Hz 的頻率信號(hào)，“ S6”號(hào)鍵為 500Hz 的頻率信號(hào)，“ S7”號(hào)鍵為 1KHz 的頻率信號(hào)， 6個(gè) LED 顯示器輸出信號(hào)的頻率值，選用共陽(yáng)極 LED。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號(hào)或脈沖信號(hào)運(yùn)載出去，就需要能 2 夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。其最明顯的優(yōu)勢(shì)就是可以嵌入到各種儀器、設(shè)備中，這是其他計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)都無(wú)法做到的。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。例如在通信、廣 播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號(hào)或脈沖信號(hào)運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。硬件主要由單片機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 構(gòu)成，電路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊 ，硬件成本較低。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器 人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。按照輸出波形分類(lèi)可以分為：正弦信號(hào)發(fā)生器和非正弦信號(hào)發(fā)生器，非正弦信號(hào)發(fā)生器又包括：脈沖信號(hào)發(fā)生器，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、掃頻信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字序列波形發(fā)生器、圖形信號(hào)發(fā)生器、噪聲信號(hào)發(fā)生器等。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)各種波形的頻率 和幅度進(jìn)行程序的編寫(xiě)，并將所寫(xiě)程序裝入單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。 e. 輸出波形幅度為 0～ 5V。 設(shè)計(jì)原理 數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)數(shù) /模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，因此可通過(guò)產(chǎn) 生數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的方法來(lái)獲得所需要的波形。程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行